CN108599351B - 一种电能量收集装置及其使用方法 - Google Patents
一种电能量收集装置及其使用方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108599351B CN108599351B CN201810497833.1A CN201810497833A CN108599351B CN 108599351 B CN108599351 B CN 108599351B CN 201810497833 A CN201810497833 A CN 201810497833A CN 108599351 B CN108599351 B CN 108599351B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- piezoelectric unit
- electric energy
- electric quantity
- battery
- piezoelectric
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 28
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 10
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 claims description 8
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 8
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 7
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 4
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 4
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 4
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 3
- 238000010248 power generation Methods 0.000 abstract description 6
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/32—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from a charging set comprising a non-electric prime mover rotating at constant speed
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/18—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing electrical output from mechanical input, e.g. generators
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/18—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing electrical output from mechanical input, e.g. generators
- H02N2/186—Vibration harvesters
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
本发明公开了一种电能量收集装置及其使用方法，装置包括压电单元，所述压电单元固定在固定座内，所述固定座包括一体化结构的固定板、底座和安装座，所述安装座内活动设置有按压块，所述配重块底部与顶杆固定连接，所述顶杆穿过压电单元并活动设置在底座内，所述压电单元通过导线依次电性连接有整流电路、充电管理模块和蓄电池。本发明通过车轮对固定座进行碾压，从而推动按压板对压电单元提供压力，进而使得压电单元进行发电，在第一弹簧和第二弹簧作用下，可以使得配重块多次上下震动，提高了压电单元的发电效率，利用整流电路对电流整合后，可以存储在蓄电池中，通过设置多个蓄电池，可以存储充足电量，互为备用，提高了装置的实用性。
Description
技术领域
本发明属于电能收集装置技术领域，具体涉及一种电能量收集装置及其使用方法。
背景技术
随着化石能源的短缺，和环境的污染，越来越多的研究人员都开始研究新的能源以求实现能源高效利用的同时，可以实现能源的清洁化。现有技术中已有利用轨道的震动进行发电的装置，而现有技术中的发电装置结构较为复杂。
为此，申请号为CN201721120149.9的专利，其公开了一种轨道电能收集装置。该电能收集装置包括压电收集包和电能存储装置，所述压电收集包设置在轨道上，所述压电收集包包括多个压电收集单元，所述多个压电收集单元相互电性串联和/或并联连接，多个压电收集单元相互连接后并和电能存储装置电性连接，所述轨道上的车行驶时，所述压电收集单元通过压电效应产生电能并将电能存储在电能存储装置中。该电能收集装置具有结构简单的优点。
但是，上述方案在使用中存在如下缺陷：由于装置直接受到车轮的碾压，对装置的损耗较大，另外，只能在车轮经过时利用车轮碾压装置进行发电，而车轮离开之后，压电收集单元失去作用力将无法继续产生电能，发电效率低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电能量收集装置及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电能量收集装置，包括压电单元，所述压电单元固定在固定座内，所述固定座包括一体化结构的固定板、底座和安装座，所述安装座内活动设置有按压块，所述按压块的底部焊接固定有配重块，所述配重块底部与顶杆固定连接，所述顶杆穿过压电单元并活动设置在底座内，所述压电单元通过导线依次电性连接有整流电路、充电管理模块和蓄电池。
优选的，所述配重块的底部通过第二弹簧连接有按压板，所述按压板在静止状态下与压电单元的上表面间隙相对分布。
优选的，所述顶杆设置有两个并分布在配重块的两端，所述顶杆的底端通过螺栓固定有顶板，所述底座的内部设有第一弹簧，所述第一弹簧顶部与顶板相抵，所述底座的底部安装有封盖。
优选的，所述安装座的顶部边缘设置有排水槽。
优选的，所述按压块的顶部边缘下侧与安装座顶部内侧之间安装有密封帘。
优选的，所述压电单元的材质为PVDE，所述PVDE的厚度为-um，所述压电单元的上下两个表面上均镀有银镀层。
优选的，所述充电管理模块包括单片机、电量检测模块和继电器开关组件，所述继电器开关组件和电量检测模分别电性连接于单片机和蓄电池，所述电量检测模块用于对蓄电池的剩余电量进行监测，所述单片机用于对电量监测模块的监测结果进行判断，并根据判断结果向继电器开关组件发出相应的控制信号，对继电器开关组件的工作状态进行切换。
一种电能量收集装置的使用方法，包括如下操作步骤：
S1：通过车轮的碾压使得按压块上下震动，从而推动按压板对压电单元施加压力，通过压电效应，压电单元产生电能，并通过导线将电能向整流模块输送；
S2：通过整流模块，对压电单元产生的强度大小不同的电流进行整合，形成均衡电流后向充电管理模块进行输送；
S3：通过电量检测模块，对蓄电池的电量进行监测，当蓄电池电量低于设定值时，单片机接受到检测结果后，经分析判断后向继电器开关组件发出控制信号，切断该蓄电池的供电电路，并启用充电电路对该蓄电池进行充电，同时通过继电器开关组件启动另一蓄电池的供电电路，用于对设备及负载进行供电。
本发明的技术效果和优点：
本发明通过车轮对固定座进行碾压，从而推动按压板对压电单元提供压力，进而使得压电单元进行发电，在第一弹簧和第二弹簧作用下，可以使得配重块多次上下震动，提高了压电单元的发电效率，利用整流电路对电流整合后，可以存储在蓄电池中，通过设置多个蓄电池，可以存储充足电量，互为备用，提高了装置的实用性。
附图说明
图1为本发明一种电能量收集装置的结构示意图；
图2为本发明一种电能量收集装置的图1中C-C剖面结构示意图；
图3为本发明一种电能量收集装置的图2中A处放大结构示意图；
图4为本发明一种电能量收集装置的电路结构示意图。
图中：1固定座、101固定板、102底座、103安装座、104排水槽、2按压块、201配重块、3整流电路、4充电管理模块、5蓄电池、6顶杆、7封盖、8第一弹簧、9顶板、10压电单元、11按压板、12第二弹簧、13密封帘。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-4所示，一种电能量收集装置，包括压电单元10，所述压电单元10固定在固定座1内，所述固定座1包括一体化结构的固定板101、底座102和安装座103，所述安装座103内活动设置有按压块2，所述按压块2的底部焊接固定有配重块201，所述配重块201底部与顶杆6固定连接，所述顶杆6穿过压电单元10并活动设置在底座102内，所述压电单元10通过导线依次电性连接有整流电路3、充电管理模块4和蓄电池5。
所述配重块201的底部通过第二弹簧12连接有按压板11，所述按压板11在静止状态下与压电单元10的上表面间隙相对分布，当车轮碾过按压块2时，可以推动按压板11与压电单元10相接处，利用压电效应进而发电。
所述顶杆6设置有两个并分布在配重块201的两端，所述顶杆6的底端通过螺栓固定有顶板9，所述底座102的内部设有第一弹簧8，所述第一弹簧8顶部与顶板9相抵，所述底座102的底部安装有封盖7，底座102内设有凹槽，顶板9位于凹槽内，利用第一弹簧8和第二弹簧12，可以使得按压板11在配重块201的多次震动下，持续对压电单元10提供压力，从而提高压电单元的发电效率。
所述安装座103的顶部边缘设置有排水槽104，避免雨水进入安装槽103内。
所述按压块2的顶部边缘下侧与安装座103顶部内侧之间安装有密封帘13，密封帘13采用薄膜制成，保持柔韧性的同时具有防水效果。
所述压电单元10的材质为PVDE，所述PVDE的厚度为30-50um，所述压电单元10的上下两个表面上均镀有银镀层，两个银镀层分别作为发电正负极并通过导线导出。
所述充电管理模块包括单片机、电量检测模块和继电器开关组件，所述继电器开关组件和电量检测模分别电性连接于单片机和蓄电池，所述电量检测模块用于对蓄电池的剩余电量进行监测，所述单片机用于对电量监测模块的监测结果进行判断，并根据判断结果向继电器开关组件发出相应的控制信号，对继电器开关组件的工作状态进行切换。
一种电能量收集装置的使用方法，包括如下操作步骤：
S1：通过车轮的碾压使得按压块上下震动，从而推动按压板对压电单元施加压力，通过压电效应，压电单元产生电能，并通过导线将电能向整流模块输送；
S2：通过整流模块，对压电单元产生的强度大小不同的电流进行整合，形成均衡电流后向充电管理模块进行输送；
S3：通过电量检测模块，对蓄电池的电量进行监测，当蓄电池电量低于设定值时，单片机接受到检测结果后，经分析判断后向继电器开关组件发出控制信号，切断该蓄电池的供电电路，并启用充电电路对该蓄电池进行充电，同时通过继电器开关组件启动另一蓄电池的供电电路，用于对设备及负载进行供电。
当当汽车靠近固定座1时，驾驶员将会进行减速，利用车轮对固定座1进行碾压，从而推动按压板11对压电单元10提供压力，进而使得压电单元10进行发电，车轮离开后在第一弹簧8和第二弹簧12作用下，可以使得配重块201持续进行多次上下震动，提高了压电单元10的发电效率，利用整流电路3对电流整合后，可以存储在蓄电池5中，通过设置多个蓄电池5，可以存储充足电量，互为备用，提高了装置的实用性。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种电能量收集装置，包括压电单元(10)，其特征在于：所述压电单元(10)固定在固定座(1)内，所述固定座(1)包括一体化结构的固定板(101)、底座(102)和安装座(103)，所述安装座(103)内活动设置有按压块(2)，所述按压块(2)的底部焊接固定有配重块(201)，所述配重块(201)底部与顶杆(6)固定连接，所述顶杆(6)穿过压电单元(10)并活动设置在底座(102)内，所述压电单元(10)通过导线依次电性连接有整流电路(3)、充电管理模块(4)和蓄电池(5)，所述配重块(201)的底部通过第二弹簧(12)连接有按压板(11)，所述按压板(11)在静止状态下与压电单元(10)的上表面间隙相对分布，所述顶杆(6)设置有两个并分布在配重块(201)的两端，所述顶杆(6)的底端通过螺栓固定有顶板(9)，所述底座(102)的内部设有第一弹簧(8)，所述第一弹簧(8)顶部与顶板(9)相抵，所述底座(102)的底部安装有封盖(7)。
2.根据权利要求1所述的一种电能量收集装置，其特征在于：所述安装座(103)的顶部边缘设置有排水槽(104)。
3.根据权利要求1所述的一种电能量收集装置，其特征在于：所述按压块(2)的顶部边缘下侧与安装座(103)顶部内侧之间安装有密封帘(13)。
4.根据权利要求1所述的一种电能量收集装置，其特征在于：所述压电单元(10)的材质为PVDE，所述PVDE的厚度为30-50um，所述压电单元(10)的上下两个表面上均镀有银镀层。
5.根据权利要求1所述的一种电能量收集装置，其特征在于：所述充电管理模块包括单片机、电量检测模块和继电器开关组件，所述继电器开关组件和电量检测模分别电性连接于单片机和蓄电池，所述电量检测模块用于对蓄电池的剩余电量进行监测，所述单片机用于对电量监测模块的监测结果进行判断，并根据判断结果向继电器开关组件发出相应的控制信号，对继电器开关组件的工作状态进行切换。
6.一种电能量收集装置的使用方法，其特征在于：包括如下操作步骤：
S1：通过车轮的碾压使得按压块上下震动，从而推动按压板对压电单元施加压力，通过压电效应，压电单元产生电能，并通过导线将电能向整流模块输送；
S2：通过整流模块，对压电单元产生的强度大小不同的电流进行整合，形成均衡电流后向充电管理模块进行输送；
S3：通过电量检测模块，对蓄电池的电量进行监测，当蓄电池电量低于设定值时，单片机接受到检测结果后，经分析判断后向继电器开关组件发出控制信号，切断该蓄电池的供电电路，并启用充电电路对该蓄电池进行充电，同时通过继电器开关组件启动另一蓄电池的供电电路，用于对设备及负载进行供电。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810497833.1A CN108599351B (zh) | 2018-05-23 | 2018-05-23 | 一种电能量收集装置及其使用方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810497833.1A CN108599351B (zh) | 2018-05-23 | 2018-05-23 | 一种电能量收集装置及其使用方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108599351A CN108599351A (zh) | 2018-09-28 |
| CN108599351B true CN108599351B (zh) | 2021-11-05 |
Family
ID=63632705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810497833.1A Expired - Fee Related CN108599351B (zh) | 2018-05-23 | 2018-05-23 | 一种电能量收集装置及其使用方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108599351B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111952434B (zh) * | 2020-07-08 | 2023-06-09 | 温州大学 | 一种封装的压电转换装置及其制作方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI584975B (zh) * | 2013-10-31 | 2017-06-01 | 國立臺灣師範大學 | Transportation |
| CN203883701U (zh) * | 2014-05-16 | 2014-10-15 | 浙江大学 | 利用沥青路面变形进行发电的道路发电装置 |
| CN106100441B (zh) * | 2016-06-22 | 2017-11-14 | 西北工业大学 | 应用于道路减速带的压电能量采集器及其采集电路 |
| CN106936369B (zh) * | 2017-04-27 | 2018-11-30 | 哈尔滨工业大学 | 一种混合发电路面与空气净化一体化系统 |
| CN107972466B (zh) * | 2017-11-20 | 2020-02-07 | 吉林大学 | 一种具有馈能及传递力感知的汽车主动悬置及其控制方法 |
-
2018
- 2018-05-23 CN CN201810497833.1A patent/CN108599351B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108599351A (zh) | 2018-09-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN205864046U (zh) | 车用太阳能充电系统及太阳能汽车 | |
| CN101697429B (zh) | 一种微能耗电梯 | |
| CN108599351B (zh) | 一种电能量收集装置及其使用方法 | |
| CN110061515B (zh) | 一种应用于光伏发电场的锌铁液流电池的储能监控装置 | |
| CN107947234A (zh) | 智能微电网 | |
| CN218386827U (zh) | 一种可储放能电梯供电系统 | |
| CN204270184U (zh) | 风光互补型粮食仓库温湿度控制系统 | |
| CN217085220U (zh) | 一种用于采集圆柱动力电池模组电压和温度的采集装置 | |
| CN113958167A (zh) | 一种智能化预装式太阳能储能充电车棚 | |
| CN201138763Y (zh) | 峰谷电能交换器 | |
| CN204304538U (zh) | 一种加装在停车棚的太阳能电动车充电装置 | |
| CN207896720U (zh) | 采集设备光伏备用供电系统 | |
| CN207442470U (zh) | 智能微电网 | |
| CN111146795A (zh) | 一种分布式光伏发电储能管理控制系统 | |
| CN201853757U (zh) | 双端引出式低内阻储能器件 | |
| CN205610317U (zh) | 新型微型电网 | |
| CN206389311U (zh) | 分布式光伏电站 | |
| CN111448896A (zh) | 一种清选干燥装置及方法和收获机 | |
| CN110474413A (zh) | 一种在建公路太阳能综合储能与转换装置 | |
| CN216354517U (zh) | 一种双层小型储能电池柜 | |
| CN111555346A (zh) | 一种用于光伏微网发电系统的自动投切控制机构 | |
| CN216206756U (zh) | 一种容器内容量监测装置 | |
| CN219739198U (zh) | 一种由超级电容和锂电池组成的启动电池系统 | |
| CN215817629U (zh) | 一种充电控制电路 | |
| CN212726556U (zh) | 一种用于监控装置的电能供给设备 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20211105 |